DE102012205775B4

DE102012205775B4 - Verbrennungsmotor mit abgasrückführungssystem

Info

Publication number: DE102012205775B4
Application number: DE102012205775.7A
Authority: DE
Inventors: Alan W. Hayman; Rodney E. Baker
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-04-13
Filing date: 2012-04-10
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2032-04-11
Also published as: US8915081B2; CN102734003A; DE102012205775A1; US20120260895A1

Abstract

Verbrennungsmotor (10), umfassend:einen Arbeitszylinder (12A, 12D);einen AGR-Zylinder (12B, 12C);ein Ansaugsystem (24) zur Lieferung einer Verbrennungsluft an die Zylinder (12);ein erstes Abgassystem zur Entfernung von Abgas von dem Arbeitszylinder und an die Atmosphäre;ein zweites Abgassystem zur Entfernung von Abgas von dem AGR-Zylinder (12B, 12C) und zur Lieferung des Abgases durch eine AGR-Lieferleitung (54) an das Ansaugsystem (24);einen Kompressor (20), der in dem Ansaugsystem (24) angeordnet und derart konfiguriert ist, die Verbrennungsluft zu komprimieren und diese an den Arbeitszylinder (12A, 12D) und den AGR-Zylinder (12B, 12C) zu liefern; gekennzeichnet durcheine Kompressoreinlassbaugruppe (70) mit einer Verbrennungslufteinlassöffnung (72) in Fluidkommunikation mit dem Ansaugsystem (24), die derart konfiguriert ist, Verbrennungsluft von dem Ansaugsystem (24) aufzunehmen;einen Verbrennungsluftdurchgang (73), der sich durch die Kompressoreinlassbaugruppe zu einem Verbrennungsluftladungsauslass (76) erstreckt, der stromabwärts der Verbrennungslufteinlassöffnung (72) positioniert und zur Fluidkommunikation mit dem Kompressor (20) konfiguriert ist;eine AGR-Mischleitung (80), die in der Kompressoreinlassbaugruppe (70) angeordnet ist und einen AGR-Einlass (82), der zur Fluidkommunikation mit der AGR-Lieferleitung (54) und zur Aufnahme von AGR von der AGR-Lieferleitung (54) konfiguriert ist, und einen AGR-Durchgang aufweist, der sich von dem AGR-Einlass (82) zu einem AGR-Lieferring (88) erstreckt, der an der Verbrennungslufteinlassöffnung (72) um den Verbrennungsluftdurchgang (73) angeordnet ist; undeine Mehrzahl von AGR-Durchlässen (90), die sich zwischen dem AGR-Lieferring (88) und dem Verbrennungsluftdurchgang (73) erstrecken, wodurch der AGR-Lieferring (88) damit zur Lieferung von AGR daran fluidtechnisch verbunden ist, wobei die Verbrennungsluftladung, die an die Zylinder (12) geliefert wird, eine Kombination aus Verbrennungsluft und AGR ist;wobei der AGR-Durchgang und der Lieferring (88) der Kompressoreinlassbaugruppe unter Verwendung eines Gusskerns (92) hergestellt sind, der nach dem Gussprozess in der Bildung des AGR-Durchgangs und des Lieferrings (88) resultiert;wobei die AGR-Durchlässe (90) von der Außenseite der Kompressoreinlassbaugruppe (70) und in den Verbrennungsladungsdurchgang (73) hindurch gebohrt sind; undwobei Stopfen (94) in die äußeren Öffnungen der hindurch gebohrten Durchlässe (90) eingesetzt sind.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft Verbrennungsmotoren mit Abgasrückführungssystemen und insbesondere einen Verbrennungsmotor mit einem Motorzylinder, der zur Erzeugung und Lieferung von rückgeführtem Abgas an einen anderen Zylinder des Motors zweckgebunden bzw. dediziert ist, und eine Vorrichtung zur Lieferung daran.
Ein Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus der DE 100 09 180 A1 bekannt.
Ferner ist aus der WO 2009/068181 A1 ein Turbolader bekannt, der mit einer Ansaugleitung verbunden ist oder diese ausbildet, die nahe des Verdichterrads von einer Mischereinrichtung umgeben ist, über die rückgeführtes Abgas über in der Ansaugleitung ausgebildete Öffnungen in die Ansaugleitung geleitet wird, um sich dort mit Frischluft zu vermischen.
HINTERGRUND
Mit zunehmendem Fokus auf Fahrzeugwirtschaftlichkeit wenden sich Kraftfahrzeughersteller kleineren leichteren Fahrzeugen und einzigartigen Fahrzeugantriebssträngen zu, um den Wirkungsgrad zu verstärken. Rückgeführtes Abgas („AGR“) wird in den meisten herkömmlichen Verbrennungsmotoren dazu verwendet, die Reduzierung von Drosselungsverlusten bei Niedriglasten zu unterstützen und eine Klopftoleranz zu verbessern und Niveaus an Stickoxiden („NOx“) in dem Abgas zu reduzieren. AGR ist insbesondere als ein Emissionsreduzierer in Verbrennungsmotoren wichtig, die mit magerer Stöchiometrie laufen und somit zur Emission höherer Niveaus an NOx-Emissionen anfällig sind.
Ein Vorschlag, der bei der Konstruktion von Verbrennungsmotorsystemen betrachtet worden ist, besteht darin, einen oder eine Mehrzahl von Zylindern als eine dedizierte AGR-Quelle zu verwenden. Genauer laufen beispielsweise in einem Vierzylindermotor zwei oder drei der vier Zylinder mit normalen Luft-, Kraftstoff- und AGR-Gemischen (Arbeitszylinder). Das durch diese Zylinder erzeugte Abgas verlässt den Verbrennungsmotor als Abgas und wird vor seiner Freisetzung an die Atmosphäre in einem Abgasbehandlungssystem behandelt. Einer oder zwei der vier Zylinder wird/werden mit individuell angepassten Niveaus von Luft und Kraftstoff (AGR-Zylinder) betrieben; wie durch einen Motorcontroller bestimmt werden kann, der in Signalkommunikation mit verschiedenen Motor-, Fahrzeug- und Abgassystemsensoren steht. Das in diesen Zylindern erzeugte Abgas wird an die Ansaugdurchlässe der anderen Zylinder übertragen, um die AGR bereitzustellen. Eine derartige Konfiguration erlaubt eine fettere AGR, die höhere Niveaus an Wasserstoff enthält, wodurch die Klopfbeständigkeit, der Kraftstoffverbrauch und die Verbrennungsstabilität verbessert werden, während dennoch die Beibehaltung von stöchiometrisch verbranntem Abgas in dem Abgasbehandlungssystem zur Kompatibilität mit den katalytischen Behandlungsvorrichtungen zugelassen wird.
Eine Herausforderung besteht darin, gleichförmige Volumen an AGR an den Ansaugkrümmer stromaufwärts eines Kompressors, wie einen motorgetriebenen Superlader oder einen abgasgetriebenen Turbolader, zu liefern, wodurch eine gleichmäßige Verteilung und Mischung des Abgases mit Verbrennungsluft zur Lieferung einer homogenen Verbrennungsladung an die Arbeitszylinder über einen breiten Bereich von Betriebsbedingungen unterstützt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Herausforderung zu meistern.
ZUSAMMENFASSUNG
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verbrennungsmotor vorgeschlagen, der die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 aufweist.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verbrennungsmotor einen Arbeitszylinder, einen AGR-Zylinder, ein Ansaugsystem zur Lieferung von Verbrennungsluft an die Zylinder, ein erstes Abgassystem zur Entfernung von Abgas von dem Arbeitszylinder und an die Atmosphäre, ein zweites Abgassystem zur Entfernung von Abgas von dem AGR-Zylinder und zur Lieferung des Abgases durch eine AGR-Lieferleitung an das Ansaugsystem, einen Kompressor, der in dem Ansaugsystem positioniert und derart konfiguriert ist, die Verbrennungsluft zu komprimieren und diese an den Arbeitszylinder und den AGR-Zylinder zu liefern, eine Kompressoreinlassbaugruppe mit einer Verbrennungslufteinlassöffnung in Fluidkommunikation mit dem Ansaugsystem, die derart konfiguriert ist, Verbrennungsluft von dem Ansaugsystem aufzunehmen, einen Verbrennungsluftdurchgang, der sich durch die Kompressoreinlassbaugruppe zu einem Verbrennungsluftauslass erstreckt, der stromabwärts der Verbrennungslufteinlassöffnung angeordnet und zur Fluidkommunikation mit dem Kompressor konfiguriert ist, eine AGR-Mischleitung, die in der Kompressoreinlassbaugruppe angeordnet ist und einen AGR-Einlass, der zur Fluidkommunikation mit der AGR-Lieferleitung und zur Aufnahme von AGR von der AGR-Lieferleitung konfiguriert ist, und einen AGR-Durchgang aufweist, der sich von dem AGR-Einlass zu einem AGR-Lieferring erstreckt, der um die Verbrennungslufteinlassöffnung angeordnet ist, sowie eine Mehrzahl von AGR-Durchlässen, die sich zwischen dem AGR-Lieferring und dem Verbrennungsluftdurchgang erstrecken, wodurch der AGR-Lieferring damit zur Lieferung von AGR daran fluidtechnisch verbunden ist, wobei die Verbrennungsluftladung, die an die Zylinder geliefert wird, eine Kombination aus Verbrennungsluft und AGR ist.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
Figurenliste
Andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Einzelheiten sind in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform nur beispielhaft vorgesehen, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, in welchen:

1 eine schematische Ansicht von Abschnitten eines Verbrennungsmotorsystems ist, das Merkmale der Erfindung verkörpert;
2 eine perspektivische Ansicht einer Kompressoreinlassbaugruppe ist, die Merkmale der Erfindung verkörpert;
3 eine stromabwärtige Ansicht einer Kompressoreinlassbaugruppe ist, die Merkmale der Erfindung verkörpert;
4 eine stromaufwärtige Ansicht einer Kompressoreinlassbaugruppe ist, die Merkmale der Erfindung verkörpert;
5 eine Draufsicht eines Gusskerns ist, der bei der Herstellung von Abschnitten der Erfindung verwendet wird;
6 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Kompressoreinlassbaugruppe ist, die Merkmale der Erfindung verkörpert;
7A und 7B Vorder- und Rückansichten einer anderen Ausführungsform einer Kompressoreinlassbaugruppe sind, die Merkmale der Erfindung verkörpert; und
8 eine Seitenansicht des motorgetriebenen Turboladers von 6 ist, wobei die Kompressoreinlassbaugruppe in einer Negativ- oder Kernansicht gezeigt ist.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die in verschiedenen Ausführungsformen hier beschriebene Erfindung umfasst eine neuartige Vorrichtung und ein neuartiges Verfahren für die Lieferung von Abgas an die Zylinder eines Verbrennungsmotors (d.h. regeneriertes Abgas „AGR“). Wie oben diskutiert ist, ist die AGR nützlich bei der Beibehaltung verschiedener Leistungsparameter des Verbrennungsmotors, einschließlich der Beibehaltung reduzierter Niveaus von Stickoxiden („NOx“), die einen regulierten Abgasbestandteil darstellen und in Motoren vorherrschender sind, die auf der mageren Seite der Stöchiometrie (d.h. Überschuss an Sauerstoff) betrieben werden. Die Grundvoraussetzung der Erfindung besteht darin, einen Verbrennungsmotor mit zwei Konfigurationen von Zylindern zu versehen; einem ersten „Arbeitstyp“ und einem zweiten „AGR-Typ“. Während alle Zylinder auf eine Weise betrieben werden, die Arbeitsausgang von dem Motor bereitstellt, wird der erste Arbeitstyp bei normalen Luft/Kraftstoff-Verhältnissen betrieben, die optimale Leistung und geeignete Abgasemissionen an ein Abgasbehandlungssystem liefern. Der zweite AGR-Typ wird auf eine Weise betrieben, die möglicherweise nicht unbedingt optimale Leistung und geeignete Abgasemissionen zu liefern braucht, sondern stattdessen optimale AGR direkt an die Ansaugdurchlässe des ersten Arbeitstyps von Zylindern liefert. Mechanisch sind die Abgasdurchlässe des zweiten AGR-Typs von Zylindern fluidtechnisch mit dem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors und nicht direkt mit dem Abgasbehandlungssystem verbunden. Der Pfad für das Abgas von diesen Zylindern zu dem Abgasbehandlungssystem entsteht durch Rückführung durch das Ansaugsystem und durch die Zylinder des ersten Arbeitstyps.
Eine Optimierung des Verbrennungsmotors resultiert bevorzugt in einer konsistenten, zuverlässigen Lieferung von AGR an jeden Arbeitszylinder bei der geeigneten Zeit für optimales Leistungsvermögen dieses Arbeitszylinders. Zusätzlich sollte die Verbrennungsladung, die in die Zylinder eintritt, ein homogenes Gemisch aus Verbrennungsluft und rückgeführtem Abgas sein. Wie es offensichtlich ist, ist es denkbar, dass die Erfindung Anwendung auf viele Konfigurationen von Verbrennungsmotoren findet, ohne von dem Schutzumfang derselben abzuweichen. Beispielsweise kann ein 2-Zylinder-Motor einen Arbeitszylinder und einen AGR-Zylinder umfassen, ein 3-Zylinder-Motor kann zwei Arbeitszylinder und einen AGR-Zylinder, der in einem Zweitaktzyklus arbeitet, umfassen, ein 4-Zylinder-Motor kann zwei oder drei Arbeitszylinder und einen oder zwei AGR-Zylinder umfassen, ein 6-Zylinder-Motor kann drei Arbeitszylinder und drei AGR-Zylinder umfassen, ein 8-Zylinder-Motor kann vier Arbeitszylinder und vier AGR-Zylinder umfassen, etc.
Nun Bezug nehmend auf 1 und nur zu Zwecken der Beschreibung ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung auf ein Reihen-4-Zylinder-Verbrennungsmotorsystem 10 gerichtet, das eine Mehrzahl von Motorzylindern 12 umfasst. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Verbrennungsmotorsystem 10 ein Reihen-Verbrennungsmotor mit vier Motorzylindern 12, wobei die Konfiguration jedoch auch eine beliebige Anzahl von Zylindern wie auch andere Konfigurationen, wie V-Konfiguration, Boxerkonfiguration und dergleichen aufweisen kann, ohne die Anwendung der Erfindung darauf zu beeinflussen.
Bezugnehmend auf die Motorzylinder 12 sind bei der beispielhaften Ausführungsform, die gezeigt ist, die einzelnen Zylinder als Zylinder #1, 12A (Arbeitszylinder), Zylinder #2, 12B (AGR-Zylinder), Zylinder #3, 12C (AGR-Zylinder) und Zylinder #4, 12D (Arbeitszylinder) beziffert. Verbrennungsluft 18 tritt in ein Ansaugsystem 24 durch einen Einlass 26 ein und wird durch einen Drosselkörper 28 auf eine bekannte Art und Weise dosiert. Die dosierte Verbrennungsluft 18 wird mit einem Abgasverdünnungsmittel gemischt, das allgemein als rückgeführtes Abgas oder AGR 30 bezeichnet wird, um eine Verbrennungsladung 32 zu bilden, die ein Gemisch aus Verbrennungsluft 18 und AGR 30 umfasst.
Die Verbrennungsladung 32 wird durch einen Kompressor 20, 20' komprimiert, der bei der beispielhaften Ausführungsform, die in den 1 - 5 gezeigt ist, ein motorgetriebener Superlader 20 ist und in den 6 - 8 ein abgasgetriebener Turbolader 20' ist, und wird an jeden der Motorzylinder 12 durch einen Ansaugkrümmer 34 geliefert, der eine Mehrzahl von Ansaugkanälen 34A, 34B, 34C und 34D entsprechend den jeweiligen Motorzylindern 12A - 12D umfasst. Die Verbrennungsladung 32 wird mit Kraftstoff in den Zylindern 12 gemischt und darin verbrannt. Eine oder mehrere Zündvorrichtungen, wie Zündkerzen 36, können in Kommunikation mit den Zylindern 12 positioniert sein und betrieben werden, um das Kraftstoff/Luft-Gemisch darin zu zünden.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform verlässt Abgas 38 aus der Verbrennung von Kraftstoff und Verbrennungsladung 32 in den Arbeitszylindern 12A und 12D (Zylinder #1 und #4) die Zylinder durch die Abgasdurchgänge 40 des ersten Abgaskrümmers 42. Der Abgaskrümmer 42 steht in Fluidkommunikation mit einem Abgasbehandlungssystem 44, das eine oder mehrere Abgasbehandlungsvorrichtungen (beispielsweise Oxidationskatalysatorvorrichtung, Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion, Partikelfänger oder eine Kombination daraus) 46 für die Oxidation, Reduktion oder Filterung von Abgasbestandteilen vor der Freisetzung des Abgases an die Atmosphäre aufweisen kann. Abgas 48 aus der Verbrennung von Kraftstoff und Verbrennungsladung 32 in den AGR-Zylindern 12B und 12C (Zylinder #2 und #3) verlässt die Zylinder durch die Abgasdurchgänge 50 eines zweiten Abgaskrümmers 52. Der Abgaskrümmer 52 steht in Fluidkommunikation mit der AGR-Lieferleitung 54, die das Abgas als AGR 30 an das Ansaugsystem 24 liefert. Ein AGR-Kühler 56 kann in der AGR-Lieferleitung 54 angeordnet sein, um das Abgas 48 vor seiner Wiedereinführung in das Ansaugsystem als AGR 30 und Mischung mit der Verbrennungsluft 18 zu kühlen.
Bezug nehmend auf die 1 bis 4 ist die AGR-Lieferleitung 54 derart konfiguriert, AGR 30 an das Ansaugsystem 24 benachbart dem Einlass 22 des Kompressors 20 zu liefern. Die Lieferung der AGR an dieser Stelle erlaubt eine maximale AGR-Lieferung aufgrund der Niederdruckbedingungen, die an dem Einlass des Kompressors erzeugt werden. Es wird angestrebt, die AGR 30 auf eine Weise zu liefern, die eine vollständige Mischung der AGR mit der Verbrennungsluft 18 unterstützt, wenn die Verbrennungsladung (ein Gemisch aus AGR und Verbrennungsluft) durch den Kompressor 20 gelangt und durch diesen komprimiert wird. Um eine derartige Lieferung und Mischung der AGR 30 zu unterstützen, umfasst eine Kompressoreinlassbaugruppe 70 eine Verbrennungslufteinlassöffnung 72, die in Fluidkommunikation mit dem Ansaugsystem 24 steht und Verbrennungsluft von dem Ansaugsystem 24 aufnimmt. Ein Flanschelement 74 umgibt die Einlassöffnung 72 und weist ein Mittel, wie Durchgangslöcher 75 zur Aufnahme von Schrauben (nicht gezeigt) oder anderen geeigneten Befestigungseinrichtungen, zur abdichtenden Befestigung der Kompressoreinlassbaugruppe 70 an dem Ansaugsystem 24 auf. Ein Verbrennungsladungsdurchgang 73 erstreckt sich durch die Kompressoreinlassbaugruppe zu einem Verbrennungsladungsauslass 76, der stromabwärts der Verbrennungslufteinlassöffnung 72 positioniert und zur Fluidkommunikation mit dem Kompressor 20 zur Lieferung der Verbrennungsladung daran konfiguriert ist. Der Ladungsauslass 76 öffnet sich durch eine Dichtseite 78 zur abdichtenden Befestigung der Kompressoreinlassbaugruppe 70 an den Kompressor 20.
In der Einlassbaugruppe 70 ist zwischen der Verbrennungslufteinlassöffnung 72 und dem Verbrennungsladungsauslass 76 eine AGR-Mischleitung 80 angeordnet.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die AGR-Mischleitung 80 einen AGR-Einlass 82, der zur Fluidkommunikation mit der AGR-Lieferleitung 54 und zur Aufnahme von AGR 30 von der AGR-Lieferleitung 54 konfiguriert ist. Ein Flanschabschnitt 84 erstreckt sich um die Öffnung und ist zum abdichtenden Eingriff mit der AGR-Lieferleitung 54 durch die Verwendung geeigneter Befestigungseinrichtungen (nicht gezeigt) konfiguriert. Die AGR-Mischleitung 80 erstreckt sich von dem AGR-Einlass 82 zu einem AGR-Lieferring 88, der um die Verbrennungslufteinlassöffnung 72 angeordnet ist. Eine Mehrzahl von AGR-Durchlässen 90 erstreckt sich zwischen dem AGR-Lieferring 88 und dem Verbrennungsladungsdurchgang 73, wodurch der AGR-Lieferring 88 fluidtechnisch damit verbunden wird.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann die Zylinderzündfolge des Verbrennungsmotors 10 der Arbeitszylinder #1, 12A, der AGR-Zylinder #3, 12C, der Arbeitszylinder #4, 12D und der AGR-Zylinder #2, 12B sein. Aufgrund dieser Zündfolge zünden die Zylinder, die AGR 30 an das Ansaugsystem 24 liefern (d.h. Zylinder 12B und 12C), zwischen den Verbrennungsereignissen der Arbeitszylinder 12A und 12D, wodurch eine konsistente Strömung von AGR 30 an den AGR-Einlass 82 zur Lieferung an den AGR-Lieferring 88 und zur Mischung mit Verbrennungsluft 18 durch die AGR-Durchlässe 90 des AGR-Lieferrings 88 bereitgestellt wird. Die Verteilung der AGR-Durchlässe 90 um den Verbrennungsladungsdurchgang 73 stellt eine konsistente Lieferung von AGR 18 zu der Verbrennungsluft 18 sicher, die durch die Verbrennungslufteinlassöffnung 72 in die Kompressoreinlassbaugruppe 70 eintritt. Somit umfasst die Verbrennungsladung 32 ein homogenes Gemisch aus Verbrennungsluft 18 und AGR 30 bei Lieferung an die Zylinder 12 während des Betriebs des Verbrennungsmotors 10.
Wieder Bezug nehmend auf 1 können bei einer beispielhaften Ausführungsform Ansaugkanäle 34B und 34C des Ansaugkrümmers 34 einen oder mehrere elektrisch gesteuerte Drosselkörper 58A bzw. 58B aufweisen. Die elektrisch gesteuerten Drosselkörper 58A und 58B stehen in Signalkommunikation mit einem Controller (nicht gezeigt), der verschiedene Motor- und Abgassystemparameter überwacht und die Strömung von Verbrennungsladung in die AGR-Zylinder 12B und 12C einstellt, wodurch die Zusammensetzung der in die AGR-Zylinder 12B, 12C eintretenden Verbrennungsladung mit dem Ergebnis eingestellt wird, dass das Abgas 48, das die AGR-Zylinder verlässt, für die Arbeitszylinder 12A und 12B optimiert ist.
Nun Bezug nehmend auf 2, 3 und 5 kann bei einer beispielhaften Ausführungsform die Kompressoreinlassbaugruppe 70 eine gegossene einteilige Baugruppe sein. Der AGR-Durchgang 86 und der Lieferring 88 der Kompressoreinlassbaugruppe 70 können unter Verwendung eines Gusskerns 92 hergestellt werden, der nach dem Gussprozess in der Bildung des AGR-Durchgangs und des Lieferrings resultiert. Die AGR-Durchlässe 90 werden anschließend von der Außenseite der Kompressoreinlassbaugruppe 70 und in den Verbrennungsluftdurchgang 72 hindurch gebohrt 93, 3. Die AGR-Durchlässe 90 können Durchmesser mit variierender Abmessung aufweisen, um die Abgasströmung von dem Lieferring 88 in den Verbrennungsluftdurchgang 72 in Ausgleich zu bringen. Stopfen 94, 2, werden anschließend in die äußeren Öffnungen 96 der hindurch gebohrten Durchlässe 93, 3, eingesetzt, um eine Leckage der AGR 30 aus der Kompressoreinlassbaugruppe 70 zu verhindern. Somit ist ein kostengünstiger Herstellprozess vorgesehen.
Bezug nehmend auf die 1 und 6 bis 8 ist bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform die AGR-Lieferleitung 54 derart konfiguriert, AGR 30 an das Ansaugsystem 24 benachbart dem Einlass 22' des Kompressors 20' (in diesem Fall einem abgasgetriebenen Turbolader) zu liefern. Die Lieferung der AGR 30 an dieser Stelle erlaubt eine maximale AGR-Lieferung aufgrund der Niederdruckbedingungen, die an dem Einlass des Kompressors 20' erzeugt sind. Es wird angestrebt, die AGR 30 auf eine Weise zu liefern, die eine vollständige Mischung der AGR mit der Verbrennungsluft 18 unterstützt, wenn die Verbrennungsladung 32 (ein Gemisch aus AGR 30 und Verbrennungsluft 18) durch den Kompressor 20' gelangt und durch diesen komprimiert wird. Um eine derartige Lieferung und Mischung der AGR 30 zu unterstützen, umfasst eine Kompressoreinlassbaugruppe 70' eine Verbrennungslufteinlassöffnung 72', die in Fluidkommunikation mit dem Ansaugsystem 24 steht und Verbrennungsluft von dem Ansaugsystem 24 aufnimmt. Ein Flanschelement 74' umgibt die Einlassöffnung 72' und ist zur abdichtenden Befestigung der Kompressoreinlassbaugruppe 70' an dem Ansaugsystem 24 konfiguriert. Ein Verbrennungsladungsdurchgang 73' (in 8 im Negativ gezeigt) erstreckt sich durch die Kompressoreinlassbaugruppe 70' zu einem Verbrennungsladungsauslass 76', der stromabwärts der Verbrennungslufteinlassöffnung 72' positioniert und zur Fluidkommunikation mit dem Kompressor 20' zur Lieferung der Verbrennungsladung 32 daran konfiguriert ist. Der Luftauslass 76' ist zur abdichtenden Befestigung der Kompressoreinlassbaugruppe 70' an dem Kompressor 20' konfiguriert.
In der Einlassbaugruppe 70' zwischen der Verbrennungslufteinlassöffnung 72' und dem Verbrennungsladungsauslass 76' ist eine AGR-Mischleitung 80' angeordnet. Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die AGR-Mischleitung 80' einen AGR-Einlass 82', der zur Fluidkommunikation mit der AGR-Lieferleitung 54 und zur Aufnahme von AGR 30 von der AGR-Lieferleitung 54 konfiguriert ist. Ein Flanschabschnitt 84' erstreckt sich um die Öffnung und ist zum abdichtenden Eingriff mit der AGR-Lieferleitung 54 durch die Verwendung geeigneter Befestigungseinrichtungen (nicht gezeigt) konfiguriert. Die AGR-Mischleitung 80' erstreckt sich von dem AGR-Einlass 82' zu einem AGR-Lieferring 88', der um die Verbrennungslufteinlassöffnung 72' angeordnet ist. Eine Mehrzahl von AGR-Durchlässen 90' erstreckt sich zwischen dem AGR-Lieferring 88' und dem Verbrennungsluftdurchgang 73', um dadurch den AGR-Lieferring fluidtechnisch damit zu verbinden. Die AGR-Durchlässe 90' können Durchmesser mit variierender Abmessung aufweisen, um die Strömung von Abgas von dem Lieferring 88' in die Verbrennungslufteinlassöffnung 72' in Ausgleich zu bringen.
Die Verteilung der AGR-Durchlässe 90' um den Verbrennungsluftdurchgang 73' stellt eine konsistente Lieferung von AGR 30 zu der Verbrennungsluft 18 sicher, die durch die Verbrennungslufteinlassöffnung 72' in die Kompressoreinlassbaugruppe 70' eintritt. Somit umfasst die Verbrennungsladung 32 ein homogenes Gemisch aus Verbrennungsluft 18 und AGR 30 bei Lieferung an die Zylinder 12 während des Betriebs des Verbrennungsmotors 10.

Claims

Verbrennungsmotor (10), umfassend: einen Arbeitszylinder (12A, 12D); einen AGR-Zylinder (12B, 12C); ein Ansaugsystem (24) zur Lieferung einer Verbrennungsluft an die Zylinder (12); ein erstes Abgassystem zur Entfernung von Abgas von dem Arbeitszylinder und an die Atmosphäre; ein zweites Abgassystem zur Entfernung von Abgas von dem AGR-Zylinder (12B, 12C) und zur Lieferung des Abgases durch eine AGR-Lieferleitung (54) an das Ansaugsystem (24); einen Kompressor (20), der in dem Ansaugsystem (24) angeordnet und derart konfiguriert ist, die Verbrennungsluft zu komprimieren und diese an den Arbeitszylinder (12A, 12D) und den AGR-Zylinder (12B, 12C) zu liefern; gekennzeichnet durch eine Kompressoreinlassbaugruppe (70) mit einer Verbrennungslufteinlassöffnung (72) in Fluidkommunikation mit dem Ansaugsystem (24), die derart konfiguriert ist, Verbrennungsluft von dem Ansaugsystem (24) aufzunehmen; einen Verbrennungsluftdurchgang (73), der sich durch die Kompressoreinlassbaugruppe zu einem Verbrennungsluftladungsauslass (76) erstreckt, der stromabwärts der Verbrennungslufteinlassöffnung (72) positioniert und zur Fluidkommunikation mit dem Kompressor (20) konfiguriert ist; eine AGR-Mischleitung (80), die in der Kompressoreinlassbaugruppe (70) angeordnet ist und einen AGR-Einlass (82), der zur Fluidkommunikation mit der AGR-Lieferleitung (54) und zur Aufnahme von AGR von der AGR-Lieferleitung (54) konfiguriert ist, und einen AGR-Durchgang aufweist, der sich von dem AGR-Einlass (82) zu einem AGR-Lieferring (88) erstreckt, der an der Verbrennungslufteinlassöffnung (72) um den Verbrennungsluftdurchgang (73) angeordnet ist; und eine Mehrzahl von AGR-Durchlässen (90), die sich zwischen dem AGR-Lieferring (88) und dem Verbrennungsluftdurchgang (73) erstrecken, wodurch der AGR-Lieferring (88) damit zur Lieferung von AGR daran fluidtechnisch verbunden ist, wobei die Verbrennungsluftladung, die an die Zylinder (12) geliefert wird, eine Kombination aus Verbrennungsluft und AGR ist; wobei der AGR-Durchgang und der Lieferring (88) der Kompressoreinlassbaugruppe unter Verwendung eines Gusskerns (92) hergestellt sind, der nach dem Gussprozess in der Bildung des AGR-Durchgangs und des Lieferrings (88) resultiert; wobei die AGR-Durchlässe (90) von der Außenseite der Kompressoreinlassbaugruppe (70) und in den Verbrennungsladungsdurchgang (73) hindurch gebohrt sind; und wobei Stopfen (94) in die äußeren Öffnungen der hindurch gebohrten Durchlässe (90) eingesetzt sind.
Verbrennungsmotor (10), umfassend: einen Kompressor (20), der in einem Ansaugsystem (24) des Verbrennungsmotors (10) angeordnet und derart konfiguriert ist, eine Verbrennungsluft zu komprimieren und diese an Zylinder (12) des Verbrennungsmotors zu liefern; eine Kompressoreinlassbaugruppe (20) mit einer Verbrennungslufteinlassöffnung (72) in Fluidkommunikation mit einem Ansaugsystem (24) des Verbrennungsmotors (10) und die derart konfiguriert ist, Verbrennungsluft von einem Ansaugsystem (24) des Verbrennungsmotors (10) aufzunehmen; einen Verbrennungsluftdurchgang (73), der sich durch die Kompressoreinlassbaugruppe (70) zu einem Verbrennungsluftauslass (76) erstreckt, der stromabwärts der Verbrennungslufteinlassöffnung (72) positioniert und zur Fluidkommunikation mit dem Kompressor (20) konfiguriert ist; eine AGR-Mischleitung (80), die in der Kompressoreinlassbaugruppe (70) angeordnet ist und einen AGR-Einlass (82), der zur Fluidkommunikation mit einer AGR-Lieferleitung (54) und zur Aufnahme von AGR von einer AGR-Lieferleitung (54) konfiguriert ist, und einen AGR-Durchgang aufweist, der sich von dem AGR-Einlass (82) zu einem AGR-Lieferring (88) erstreckt, der an der Verbrennungslufteinlassöffnung (72) um den Verbrennungsluftdurchgang (73) angeordnet ist; und eine Mehrzahl von AGR-Durchlässen (90), die sich zwischen dem AGR-Lieferring (88) und dem Verbrennungsdurchgang (73) erstrecken, wodurch der AGR-Lieferring (88) damit zur Lieferung von AGR daran fluidtechnisch verbunden wird, wobei die an die Zylinder (12) gelieferte Verbrennungsluft eine Kombination aus Verbrennungsluft und AGR ist; wobei der AGR-Durchgang und der Lieferring (88) der Kompressoreinlassbaugruppe (70) unter Verwendung eines Gusskerns (92) hergestellt sind, der nach dem Gussprozess in der Bildung des AGR-Durchgangs und des Lieferrings (88) resultiert; wobei die AGR-Durchlässe (90) von der Außenseite der Kompressoreinlassbaugruppe (70) und in den Verbrennungsladungsdurchgang (73) hindurch gebohrt sind; und wobei Stopfen (94) in äußere Öffnungen der hindurch gebohrten Durchlässe (90) eingesetzt sind.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die AGR-Durchlässe (90) Durchmesser mit variierender Abmessung aufweisen, um die Strömung von Abgas von dem AGR-Lieferring (88) in den Verbrennungsladungsdurchgang (73) in Ausgleich zu bringen.